JP3018524U - トンネルの切羽崩落監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トンネルの切羽の崩落を常時機械的に監視す
ることを目的とする。 【構成】 トンネルの切羽１に固定される治具５と、治
具から切羽の複数の任意の位置までそれぞれ延びる複数
のアーム６と、各アームに取り付けられて切羽の変位を
測定する変位測定器７と、変位測定器が測定した変位が
所定の基準値を超えたか否かを監視する監視装置８とに
よりトンネルの切羽の崩落を監視する。前記治具は切羽
に穿設した孔に固定されるロックボルト４により固定さ
れ、前記変位測定器には超音波センサ又は変位計を用い
る。監視装置は、測定変位が基準値を超えたときに崩落
の危険があると判断して警報を発する警報手段９を備え
ている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、トンネルの切羽の崩落を監視する装置に関し、切羽の複数位置の 変位を測定して、測定値が崩落の危険のある所定の基準値を超えたか否かを監視 する。

【０００２】

【従来の技術】

トンネルの切羽の崩落を防止する手段としては、鏡ボルト，鏡吹きつけコンク リート等の施工による防護工がなされているが、切羽の崩落を予知するために切 羽を監視するのは、従来は専ら作業員の肉眼によってなされていた。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

トンネルの切羽の崩落は作業員の技量による監視によっても本来は十分に予知 できるものであったが、監視が人によるものであるために、他の作業へ関心が移 る等の原因により監視のための集中力が減退することもあって、常時同一レベル の注意力で監視することが困難であった。

【０００４】 そこで、この考案では、トンネルの切羽の崩落を常時機械的に監視することを 目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

請求項１のトンネルの切羽崩落監視装置は、トンネルの切羽に固定される治具 と、治具から切羽に沿う複数の任意の位置までそれぞれ延びる複数のアームと、 各アームに取り付けられて切羽の変位を測定する変位測定器と、変位測定器が測 定した変位が所定の基準値を超えたか否かを監視する監視装置とを備えたものと している。

【０００６】 また請求項２は、前記切羽崩落監視装置の前記治具を、切羽に穿設した孔に固 定されるロックボルトにより切羽に固定している。 また請求項３は、前記切羽崩落監視装置の各アームとして、複数種類の長さの アームを有して、治具と変位測定位置との距離に応じた長さのアームを用いるも のとしている。

【０００７】 また請求項４は、変位測定器を取り付ける前記各アームは伸縮自在なものを用 いることとしている。 また請求項５は、前記変位測定器として超音波センサ又は変位計を用いる。 さらに請求項６は、前記監視装置は、測定変位が基準値を超えたときに崩落の 危険があると判断して警報を発する警報手段を備えている。

【０００８】

【作用】

請求項１によれば、トンネルの切羽に沿う複数の位置に配置された変位測定器 による測定値が監視装置に入力され、前記入力値が監視装置によって所定の基準 値を超えたか否かを監視されている。崩落の危険のない安全な値と崩落の危険の ある危険な値との境界値を前記基準値としておけば、基準値を超えたときに崩落 の危険があると判断される。

【０００９】 請求項２によれば、装薬等のために穿設した孔を利用して、その孔に装入した ロックボルトにより治具を固定できる。 請求項３によれば、適宜の長さのアームを用いることにより、治具からの距離 が相違する複数の位置に変位測定器を配置する。 請求項４によれば、アームが伸縮自在であるから、治具からの距離が相違する 各位置に対して、任意にアームを伸縮させて変位測定器を配置する。

【００１０】 請求項５によれば、変位測定器として超音波センサを用いると、測定器から切 羽までの距離の変化により切羽の変位を測定することになり、また変位計を用い ると、切羽の水平方向の位置の変化により切羽の変位を測定することになる。 請求項６によれば、崩落の危険があるときには音等によって危険を知ることが できる。

【００１１】

【実施例】

図１は正面図、図２は側面図であって、山岳トンネルの切羽に切羽崩落監視装 置を使用した実施例が示されている。 切羽１には、中央部又はその近くに装薬等のための孔２が穿設され、この孔２ に先端を楔３で固定してロックボルト４を取り付け、このロックボルト４の後端 の、切羽１から若干離れた位置に治具５を取り付ける。この治具５には切羽１に 沿う各方向に延びるアーム６が複数取り付けられ、各アーム６の先端には、切羽 １における当該部位の変位を測定する変位測定器７をそれぞれ取り付けてある。 前記アーム６は数種類の長さのものが予め準備され、変位測定器７と前記治具５ との距離に応じて対応する長さのアーム６を使用するものとする。

【００１２】 各変位測定器７はトンネル内に設置した監視装置８に電気的に接続され、この 監視装置８によって各変位測定器７が測定した変位が所定の基準値を超えたか否 かを監視するようになっている。すなわち、切羽１に崩落の危険のない安全な値 と崩落の危険のある危険な値との境界値を前記基準値としておき、各変位測定器 ７による測定値を前記基準値と数秒又は数分ごとのように所定時間ごとに比較し 、いずれか又は所定数以上の変位測定器７による測定値が基準値を超えたときに は切羽１に崩落の危険があるものと判断するように構成しておく。監視装置８が 危険ありと判断したときには、監視装置８に接続される警報器９が音，光のいず れか又は両方によりトンネル内に、避難その他の対策を講じるように警報を発す るようになっている。この警報は同時にトンネル外の現場事務所等においても発 するようにしておくとよい。

【００１３】 図３，図４は、ロックボルト４，治具５，アーム６，変位測定器７の具体例が 示されており、ロックボルト４における切羽１の部位にはフランジ１１と、これ と一体のテーパ状の筒１２とが外嵌されており、前記筒１２が孔２に挿入され且 つフランジ１１が切羽１に接していて、前記楔３と協働してロックボルト４を安 定させる。治具５はロックボルト４に外嵌されて前後をナットにより固定された 正面円形の部材からなり、その外周にアルミニウムの管からなる計量のアーム６ がこの実施例では８本突設されている。各アームは例えば１ｍ，２ｍ，３ｍ・・ ・というように１ｍ単位の長さを有したものが数種類準備され、治具５から変位 測定器７を配置したい位置までの距離に応じた長さのアーム６を選択して使用す るものとする。

【００１４】 治具５へのアーム６の装着は、治具５の外周に形成された孔にアーム６の後端 を嵌入し、場合によってはこれをネジにより締めつける等の周知の手段により行 われる。 なお、治具５には前記のように８本のアーム６を突設できるようになっている が、切羽１の条件に応じて７本以下のアーム６とすることもできるのは勿論であ る。

【００１５】 各アーム６の先端には変位測定器７を装着するが、この実施例では変位測定器 ７として超音波センサ７ａが使用される。図３，図４においては、１本のアーム ６のみに超音波センサ７ａが装着されるが、これは他のアーム６には図示を省略 しただけであって、全てのアーム６に前記超音波センサ７ａは装着されている。 超音波センサ７ａは超音波を発振して切羽１までの距離を測定するものであり、 その測定して前記図１，図２の監視装置８に入力される値が経時的に変化したと きに、その変化量が基準値を超えるものであるか否かを監視装置８において判断 するものとする。

【００１６】 図５，図６は別の実施例を示すものであり、図３，４の超音波センサ７ａに代 えて、変位測定器７として変位計７ｂを使用したものである。この変位計７ｂは 接触子７ｃが切羽１に弾性的に接しているものであり、これが接触している位置 で切羽１の崩れ等によって切羽１の位置が変位計７ｂに対して遠近方向に変化し たときには、弾性付勢力により又は弾性付勢力に対抗して接触子７ｃが進退して 、その変化量を検出するものである。そして、その変化量に対応する信号を前記 監視装置８に送出するものであり、監視装置８では所定時間における前記変化量 が基準値を超えるものであるか否かを判断している。図５，図６における他の部 位は図３，図４における説明と同一である。

【００１７】 以上の各実施例では、個別のアーム６の長さは一定のものであって、各種の長 さのものの中から選択されたものが使用されたが、これに代えてアーム６は伸縮 可能なものを使用すれば、同一のアーム６でも変位測定器７の設置位置に対応し て伸縮させて使用することができる。伸縮できる構造としては、テレスコピック 形その他の、伸縮アームとして機械設計上周知のものを使用することができるの は勿論である。

【００１８】 なお、切羽１をさらに掘削する場合には、ロックボルト４から治具５を外すこ とによりロックボルト４のみを残して他を全て撤去すればよい。ここで切羽１を さらに掘削することによりロックボルト４も撤去することができる。また、ロッ クボルト４も他の部品と一緒に撤去できるものであれば、ロックボルト４が固定 されていた孔２を次の回の発破のための装薬に使用することもできる。

【００１９】

【考案の効果】

以上説明したように、請求項１の考案によれば、トンネルの切羽に沿う複数の 位置に配置された変位測定器による測定値が監視装置に入力され、前記入力値が 監視装置によって所定の基準値を超えたか否かを監視されているから、崩落の危 険のない安全な値と崩落の危険のある危険な値との境界値を前記基準値としてお けば、基準値を超えたときに崩落の危険があると機械的に判断され、以て早期の 避難その他の対策をとることができる。

【００２０】 請求項２の考案によれば、装薬等のために穿設した孔を利用して、その孔に装 入したロックボルトにより治具を固定できるから、変位測定を精度よく行うこと ができる。 請求項３の考案によれば、適宜の長さのアームを用いることにより、治具から の距離が相違する複数の位置に変位測定器を配置できるから、必要な位置での変 位を測定できる。

【００２１】 請求項４によれば、アームが伸縮自在であるから、治具からの距離が相違する 各位置に対して、任意にアームを伸縮させて変位測定器を配置できる。このため 、アームの数を余分に準備する必要がなくなる。 請求項５によれば、変位測定器として超音波センサを用いると、測定器から切 羽までの距離の変化により切羽の変位を測定することになり、また変位計を用い ると、切羽の水平方向の位置の変化により切羽の変位を測定することになる。こ のため、岩盤等の性状に応じて適当な超音波センサと変位計とを使い分けること ができる。

【００２２】 請求項６によれば、崩落の危険があるときには音等によって危険を知ることが できるから、確実な危険予知をすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】切羽の正面図。

【図２】切羽の断面図。

【図３】治具とアームと超音波センサの正面図。

【図４】治具とアームの超音波センサの側面図。

【図５】治具とアームと変位計の正面図。

【図６】治具とアームの変位計の側面図。

【符号の説明】

１ 切羽 ２ 孔 ３ 楔 ４ ロックボルト ５ 治具 ６ アーム ７ 変位測定器 ７ａ 超音波センサ ７ｂ 変位計 ８ 監視装置 ９ 警報手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 山際 豊美 東京都千代田区神田淡路町２−４−６ 株 式会社東横エルメス内 (72)考案者 小宮山 清二 東京都千代田区神田淡路町２−４−６ 株 式会社東横エルメス内

Claims (6)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 トンネルの切羽に固定される治具と、治
   具から切羽に沿う複数の任意の位置までそれぞれ延びる
   複数のアームと、各アームに取り付けられて切羽の変位
   を測定する変位測定器と、変位測定器が測定した変位が
   所定の基準値を超えたか否かを監視する監視装置とから
   なることを特徴とするトンネルの切羽崩落監視装置。
2. 【請求項２】 前記治具を、切羽に穿設した孔に固定さ
   れるロックボルトにより切羽に固定したことを特徴とす
   る請求項１記載のトンネルの切羽崩落監視装置。
3. 【請求項３】 複数種類の長さのアームを有して、治具
   と変位測定位置との距離に応じた長さのアームを用いる
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のトンネ
   ルの切羽崩落監視装置。
4. 【請求項４】 前記各アームは伸縮自在であることを特
   徴とする請求項１又は請求項２に記載のトンネルの切羽
   崩落監視装置。
5. 【請求項５】 前記変位測定器は超音波センサ又は変位
   計である請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のト
   ンネルの切羽崩落監視装置。
6. 【請求項６】 前記監視装置は、測定変位が基準値を超
   えたときに崩落の危険があると判断して警報を発する警
   報手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項
   ５のいずれかに記載のトンネルの切羽崩落監視装置。